Escola Estadual João Melo Gomide

A Origem da Física

A demarcação definitiva para a Física enquanto Ciência ficou muito clara no período que vai desde o final da Idade Média e até o Renascimento com a aplicação do método científico que conseguiu diferenciar o que era Física, o que era Filosofia e o que era Religião.

Ainda assim, podemos falar de uma história da física na Grécia Antiga que teve como protagonistas os filósofos naturais.

Eles buscavam explicar a natureza sem reconhecer as explicações divinas. Foi na Grécia também que surgiram as primeiras teorias atômicas com Leucipo, de Mileto, e Demócrito, de Abdera.

Mas é com Aristóteles que as ciências naturais começaram a evoluir: teorias sobre movimento, queda dos corpos graves (pesados) – que deu origem a palavra gravidade – e o geocentrismo. Para ele, os corpos caem para chegar ao seu lugar natural e, portanto, quanto mais pesado um corpo, mais rápido ele chega ao chão.

Galileu Galilei, um passo decisivo na História da Física

Galileu Galilei foi um dos maiores físicos, astrônomos e matemáticos da história da ciência. Ele ainda teve uma participação essencial para o Renascimento e a revolução científica no século XVII. O italiano reconheceu que o principal papel dos cientistas não eram explicar os fenômenos, mas descrevê-los.

Assim, seus estudos do movimento de projéteis, queda livre e também na astronomia serviram como base para o desenvolvimento da Física Clássica. Galileu está na origem da Física Astronômica com a observação direta dos fenômenos.

Isaac Newton e a Origem da Física Clássica

Cientistas como Galileu Galilei e Nicolau Copérnico já haviam postulado algumas teorias para explicar o movimento dos corpos, mas foi Isaac Newton quem conseguiu unificar em três leis que explicavam o movimento tanto para corpos terrestres quanto para os celestes.

Talvez, Newton seja um dos físicos mais conhecidos da história da física, e não é por menos! Foi por meio das Leis de Newton e da Lei da Gravitação Universal que ele conseguiu explicar que os corpos não seguiam caminhos determinados por formas naturais.

E mais, Newton mostrou que a trajetória desses corpos podem ser observadas e deduzidas matematicamente, desde que, se conheça o tipo de movimento, a massa do objetivo e as forças que atuam sobre ele.

Einstein e a teoria da relatividade

A teoria da relatividade aparece em dois momentos da História da Física: relatividade restrita, em 1905, e a Relatividade Geral, em 916. A primeira também é conhecida como Relatividade Especial e segunda ela, a distância e o tempo podem ter diferentes medidas para diferentes observadores.

Essa descoberta derruba a teoria de Newton, no Principia, de que existe tempo e espaço absolutos.

Já a relatividade geral, explica a força de atração por meio da geometria espaço-tempo. É a teoria da famosa equação “E= mc2”. Essa função explica, por exemplo, a combustão das estrelas, além de dar para os cientistas, professores e estudantes um conhecimento mais amplo sobre a matéria.

O que ela quer dizer? Simples: uma pequena quantidade de massa pode ser transformada em uma grande quantidade de energia.

Marie Curie – tem mulher na História da Física, sim!

Marie Curie é conhecida por ser a primeira mulher a ganhar o Prêmio Nobel de Física. Com esta honraria ela faz parte da origem da física nas premiações. A polonesa inspira a maioria das estudantes que resolve entrar no mundo científico, já que a academia tem presença maciça de homens.

As pesquisas que Marie Curie desenvolveu ajudou a identificar dois novos elementos químicos: o polônio e o rádio. Esse estudo que contou com a ajuda do marido Pierre fez com que a fisicista ganhasse o Prêmio Nobel de Física, em 1903.

Depois disso, Marie Curie teve a segunda filha, Pierre morreu e ela continuou firme nas pesquisas na área da radioatividade, estudando principalmente as questões terapêuticas. Esse estudo garantiu a ela o segundo Prêmio Nobel, desta vez na área de Química.

Marie Curie foi, portanto, a primeira pessoa a ganhar duas vezes o prêmio na área científica. Ela morreu em 1934 de leucemia causada pela longa exposição a radioatividade.

Veja agora o Simulado sobre a Origem da Física

A origem da Física como ciência

QUESTÃO 1

(UFG GO/2012)

 Uma invenção científica, realizada em um país europeu, culminou no surgimento de uma nova área do conhecimento da Física, provocando uma grande transformação econômica. Essa invenção levou ao exponencial crescimento da exploração de um determinado minério. Tal fato viabilizou a criação de uma grande rede que mudou o cenário europeu. Essa invenção, a área do conhecimento e o extrativismo mineral foram, respectivamente,

QUESTÃO 2

(UNIUBE MG/2014)

 UM POUCO DE HISTÓRIA DA FÍSICA – O EXPERIMENTO DE GALILEU

 

A experiência de queda dos corpos teria sido realizada por Galileu na torre de Pisa. Embora, de acordo com o historiador Alexandre Koyré, isso não passe de uma lenda, é interessante discutir o que pretendia Galileu com esse tipo de experiência. O principal objetivo de Galileu era combater a hipótese de Aristóteles, segundo a qual a velocidade de queda de um corpo é proporcional a seu peso. Para Galileu, o peso não deveria ter qualquer influência na velocidade de queda. A comprovação seria simples: bastava jogar do alto da torre corpos com diferentes pesos e medir o tempo de queda. Há relatos na literatura de que bolas de 10 gramas e de 1 grama teriam sido lançadas, todas chegando ao solo ao mesmo tempo. Isso poderia ser facilmente observado se não houvesse a resistência do ar e outros fatores, como a forma e o material dos corpos lançados. Na verdade, a afirmação “todas chegando ao solo ao mesmo tempo” só seria rigorosamente verdadeira se a experiência fosse realizada no vácuo.

Fonte: http://www.if.ufrgs.br/historia/galileu.html (acesso 01/10/2014)

 

Sobre o movimento na vertical, são feitas algumas afirmações:

 

  1. I) Desprezando a resistência do ar, o corpo de massa 10g tem o modulo da aceleração da gravidade maior que o corpo de 1g.
  2. II) Sabendo-se que os dois corpos de massas diferentes foram abandonados de uma mesma altura e desprezando- se a resistência do ar, o corpo de maior massa chega ao solo com velocidade maior do que o corpo de menor massa.

III) Os corpos de massas 1g e 10g cairão com a mesma aceleração, e suas velocidades serão iguais entre si a cada instante, se forem abandonados de uma mesma altura e quando for desprezada a resistência do ar.

 

Considerando as informações no texto e os conhecimentos sobre o assunto, é (ão) CORRETA(S) a(s) afirmação(ões) contida(s) em:

QUESTÃO 3

(UFRGS/2008)
O modelo de universo proposto por Kepler, apesar de Heliocêntrico, tinha disparidades com o modelo de Copérnico. Marque a alternativa que contém tais disparidades.

QUESTÃO 4-

(IFGO/2015)

 Nascido em Edimburgo (Escócia), James Clerk Maxwell (1831-1879) é considerado o maior gênio da história da Física. O tratado escrito por ele é tido como a mais importante contribuição para o avanço a ciência. Uma de suas teorias propunha a existência de ondas eletromagnéticas que se propagavam no vácuo.

Hoje sabemos que as ondas eletromagnéticas são a base das transmissões de informações a curta (entre cidades) e a longa distância (entre países).

 

A respeito da propagação e constituição das ondas eletromagnéticas, assinale a resposta correta.

QUESTÃO 5

(UEPB/2005)

O físico italiano Galileu Galilei (1564-1642) realizou vários trabalhos fundamentais para o surgimento da nova física, dentre estes, destacamos o estudo da queda dos corpos, sobre o qual ele fez várias experiências com o objetivo de estudar as leis do movimento dos corpos em queda. A respeito destas experiências, analise as proposições a seguir, desprezando o efeito do ar.

  1. A aceleração do movimento era a mesma para todos os corpos.
  2. Se dois corpos eram soltos juntos, o mais pesado chegava ao solo no mesmo instante que o mais leve.

III. Se dois corpos eram soltos juntos, o mais pesado chegava ao solo com velocidade maior que o mais leve.

 

A partir da análise feita, assinale a alternativa correta:

(UNIFOR CE/2016)

Zenão de Eleia nasceu por volta do ano de 489 a.C. Segundo Aristóteles, Zenão foi o fundador da Dialética como arte de provar ou refutar a verdade de um argumento, partindo de princípios admitidos por seu interlocutor. Para mostrar aos seus adversários que o movimento ou pluralidade é impossível, Zenão inventou alguns paradoxos (para = contra; doxa = opinião), que permitiam a ele refutar as teses apresentadas sobre o movimento.

Um dos exemplos clássicos dos paradoxos de Zenão é o da corrida entre Aquiles (o herói mais veloz da mitologia grega) e a tartaruga. Segundo Zenão, numa disputa entre os dois, se a tartaruga saísse primeiro, Aquiles jamais a alcançaria, pois segundo ele, antes de ultrapassar a tartaruga, Aquiles tinha que alcançar o ponto em que ela estava no momento de sua partida. Enquanto fazia isso, a tartaruga, é claro, se afastava mais um pouco. Repetindo esse processo ao infinito, o pobre herói jamais conseguiria ultrapassar o animal.

A elegância dos paradoxos de Zenão era inegável, mas eles mostravam algo inconcebível, que era impossível o movimento. Esse problema confundiu e confunde até hoje muitos filósofos e físicos e foi duramente atacado por Aristóteles.

Adaptado de: CHERMAN, Alexandre. Sobre os ombros de gigantes:
uma história da física. Jorge Zahar Editor Ltda., 2004.

 

Analisando a célebre corrida entre Aquiles e a tartaruga e supondo que a velocidade a ser desenvolvida por Aquiles seja de 10 m/s e a da tartaruga de 1,2 m/min, qual o tempo máximo de vantagem Aquiles poderia dar a tartaruga para que não perdesse a corrida, supondo um percurso de 1 km?

QUESTÃO 6

UFRGS/2008)
O modelo de universo proposto por Kepler, apesar de Heliocêntrico, tinha disparidades com o modelo de Copérnico. Marque a alternativa que contém tais disparidades.

QUESTÃO 7

(UEPB/2005)

O físico italiano Galileu Galilei (1564-1642) realizou vários trabalhos fundamentais para o surgimento da nova física, dentre estes, destacamos o estudo da queda dos corpos, sobre o qual ele fez várias experiências com o objetivo de estudar as leis do movimento dos corpos em queda. A respeito destas experiências, analise as proposições a seguir, desprezando o efeito do ar.

  1. A aceleração do movimento era a mesma para todos os corpos.
  2. Se dois corpos eram soltos juntos, o mais pesado chegava ao solo no mesmo instante que o mais leve.

III. Se dois corpos eram soltos juntos, o mais pesado chegava ao solo com velocidade maior que o mais leve.

 

A partir da análise feita, assinale a alternativa correta:

QUESTÃO 8

(PUC MG/2001)

A existência de um núcleo atômico que concentra a carga positiva do átomo, e de dimensões diminutas em relação às dimensões dele, foi reconhecida pela primeira vez com a apresentação do modelo atômico de:

QUESTÃO 9

(UFBA/2008)

 ELES VIRAM A LUZ

 

Durante 0,13 segundo, pesquisadores conseguiram pela primeira vez observar fótons, a partícula fundamental da luz, sem destruí-los.

[…] um grupo de cientistas, liderado pelo físico francês Serge Haroche, afirmou ter observado, pela primeira vez na História, o fóton, sem destruí-lo. […]

Como a luz viaja a 3,0 × 105km/s, o primeiro desafio dos pesquisadores era aprisionar o fóton em um recipiente com dimensões razoáveis. A solução encontrada foi a utilização de uma espécie de caixa com espelhos de material supercondutor ultra-reflexivos, de 2,7cm de largura, resfriada a 0,5 grau do zero absoluto. […]

[…] Os detectores convencionais de luz funcionam, porque absorvem os fótons, destruindo-os. Para contornar essa dificuldade, os pesquisadores desenvolveram uma forma de inferir a presença do fóton por meio de átomos do metal rubídio. Os físicos parisienses fizeram átomos de rubídio passar pela caixa de espelhos, um de cada vez. “Se algum fóton estivesse presente na caixa, ele alterava ligeiramente os níveis de energia do átomo, sem desaparecer”, diz Haroche. Assim, comparando os níveis de energia dos átomos de rubídio que passam pela caixa, os pesquisadores conseguiram determinar por quanto tempo houve um fóton ali dentro.

(ELES viram…, 2007, p. 83).

 

A partir das informações do texto e considerando-se os conhecimentos das Ciências Naturais, é correto afirmar:

Rolar para cima